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三极管本质都是PN结,具有与二极管相同的指数型内阻,即:电流小时内阻大,电流大时内阻小。这种指数型内阻将是功放非线性失真的来源(非线性内阻带来非线性失真),为什么这样说呢?以下先以甲乙类功放为例。
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在纯电阻负载的情况下,图1为输入的原始正弦波,图2为功放输出的波形,由于电压小时内阻大,输出端电压将比正常情况下偏小,由此形成“尖峰”状的波形。熟悉音频处理的人会马上反应过来,这种周期性而形状非正弦的波形必包含有谐波成分,这就是功放“谐波失真”的由来(亦作“非线性失真”)。另外,由于小信号变得更小,而大信号不变,因而造成了动态范围增大,带来甲乙类晶体管机“动态凌厉”的特点。# T3 Y0 ^. @0 O, v1 T+ g
6 _$ q, n% y V' f B- k; v 图1与图2相减得到图3--失真部分的波形。下面我们用地球上最简单的方法--对称性原理证明:这种周期性反相的波形不含偶次谐波。把失真波形均分为二来看(分析偶次的手段),假设红色部分为偶次谐波分量(图4),为正相。将图4黑色失真波形取反相,红色的偶次谐波会同时变为反相(蓝色,图5)。这时我们留意到,两橙色框中的波形完全相同,因而红色--偶次波的正相等于蓝色--偶次波的反相。一个波形正相与反相相同,此波形必为零。因此得出结论:甲乙类晶体管功放的失真中只含奇次谐波,不含偶次谐波。
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甲类功放也可由同一理论分析,易得:同等硬件条件下甲类功放的失真为甲乙类的一半多一点,甲类功放的失真奇偶谐波均有,且没有甲乙类“动态凌厉”的特点。; n( t F4 R- h" n v' O5 \$ K
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注:所有图形定性不定量 |
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